南华大学：《水质工程学》课程教学资源（PPT课件讲稿）第十一章 消毒

第十一章消毒 11.1氯消毒原理与方法

第十一章 消毒 11.1 氯消毒原理与方法

11.1.1概述 消毒方法有氯消毒、臭氧消毒、紫外线消毒、高锰酸钾消毒及 某些重金属离子等。 11.12氯消毒的作用原理 氯易溶于水中,在清水中,发生下列反应: CI2 +H20 HOCI +H++ Cl- HoC|→H++OC|- HOC|和OC|的比例与水中温度和pH有关。PH高时,OC|-较多, 见图11-1 HOC|和○C|-都有氧化能力,但细菌带负电,故主要通过HOC消 毒

11.1.1 概述 消毒方法有氯消毒、臭氧消毒、紫外线消毒、高锰酸钾消毒及 某些重金属离子等。 11.1.2 氯消毒的作用原理 氯易溶于水中，在清水中，发生下列反应： Cl2 + H2O  HOCl + H+ + Cl￾HOCl  H+ + OCl￾HOCl和OCl-的比例与水中温度和pH有关。PH高时，OCl-较多， 见图11－1 HOCl和OCl-都有氧化能力，但细菌带负电，故主要通过HOCl消 毒

100 20℃ 40 80 100 567 91011 pH 图11-1不同pH值和水温时, 水中HOCL和0CL的比例

当水中有氨存在时,会发生如下反应 NH3+HOC|→NH2C|+H2O NH2CI HOCI 6 NHCI2+H20 NHCI2 +HOCI SNCl3 +H2O 反应后,一氯胺、二氯胺、三氯胺的含量与pH有关 PH>9,一氯氨占优势 PH=7时,一氯氨和二氯氨同时存在 PH<65时,二氯氨 PH<4.5三氯氨 氯氨的消毒也是依靠HOCl,只有H○C消耗得差不多时,反应 才会向左移动。 因此,采用氯氨消毒需要较长的接触时间。在三种氯氨中,二 氯氨消毒效果最好。但有嗅味。三氯氨消毒作用极差,且有恶嗅 味

当水中有氨存在时，会发生如下反应： NH3 + HOCl  NH2Cl + H2O NH2Cl + HOCl  NHCl2 + H2O NHCl2 + HOCl  NCl3 + H2O 反应后，一氯胺、二氯胺、三氯胺的含量与pH有关： PH>9，一氯氨占优势 PH=7时，一氯氨和二氯氨同时存在 PH<6.5时，二氯氨 PH<4.5 三氯氨 氯氨的消毒也是依靠HOCl，只有HOCl消耗得差不多时，反应 才会向左移动。 因此，采用氯氨消毒需要较长的接触时间。在三种氯氨中，二 氯氨消毒效果最好。但有嗅味。三氯氨消毒作用极差，且有恶嗅 味

11.12加氯量 自由余氯 化合余氯 加氯里(ng^) 加氯里(ng) 氯三小分氯系 图11-3点加氯

11.1.2 加氯量

11.13加氯设备、加氯间和氯库 加氯机:转子加氯机,自动加氯机需配以相应的自动检测 与控制设备。 加氯间:可以和氯库合建,是安置加氯设备的操作间 氯库:是储备氯瓶的仓库。加氯间与氯库应有通风、照明 防火、保温、报警、事故处理等措施。 11.1.4氯化消毒副产物 氯消毒的副产物主要有三卤甲烷(THMS),即一氯二溴甲 烷、三氯甲烷、二氯一溴甲烷、三溴甲烷等 卤乙酸(HAAS):一共五种(一氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙 酸、一溴乙酸、二溴乙酸)

11.1.3 加氯设备、加氯间和氯库 加氯机：转子加氯机，自动加氯机需配以相应的自动检测 与控制设备。 加氯间：可以和氯库合建，是安置加氯设备的操作间 氯库：是储备氯瓶的仓库。加氯间与氯库应有通风、照明、 防火、保温、报警、事故处理等措施。 11.1.4 氯化消毒副产物 氯消毒的副产物主要有三卤甲烷（THMS）,即一氯二溴甲 烷、三氯甲烷、二氯一溴甲烷、三溴甲烷等。 卤乙酸（HAAS）：一共五种（一氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙 酸、一溴乙酸、二溴乙酸）

112氯铵消毒 11.2.1优点 水中含有有机物和酚时,氯氨消毒不会产生氯臭和氯酚臭, 同时可大大减小THMS的可能性;能保持水中余氯较久, 适用于供水管网较长的情况 11.22缺点 作用缓慢,杀菌能力比自由氯弱。单独使用的情况较少。 11.2.3操作方法 人工投加氨可以是液氨、硫酸氨或氯化氨。氯和氨的投 加量视水质不同而有所不同。一般采用氯:氨=3:1~6: 采用氯氨消毒时,一般先加氨,再加氯。这样就可以减 臭,但有资料认为,氯和氨同时投加比先加氨后加氯 可减少有毒副产物(如三卤甲烷、卤乙酸等)的生成

11.2 氯铵消毒 • 11.2.1优点 水中含有有机物和酚时，氯氨消毒不会产生氯臭和氯酚臭， 同时可大大减小THMS的可能性；能保持水中余氯较久， 适用于供水管网较长的情况。 • 11.2.2 缺点 作用缓慢，杀菌能力比自由氯弱。单独使用的情况较少。 • 11.2.3 操作方法 人工投加氨可以是液氨、硫酸氨或氯化氨。氯和氨的投 加量视水质不同而有所不同。一般采用氯：氨＝3：1～6： 1 采用氯氨消毒时，一般先加氨，再加氯。这样就可以减 小氯臭，但有资料认为，氯和氨同时投加比先加氨后加氯， 可减少有毒副产物（如三卤甲烷、卤乙酸等）的生成

113臭氧消毒 11.3.1臭氧特性 常温常压下呈淡蓝色、强烈的刺激性气体 密度为空气的1.7倍,易溶于水。臭氧对人体健康有影响。 11.3.2臭氧的产生 臭氧发生器,在现场用空气或纯氧通过臭氧发生器高压放 电产生

11.3臭氧消毒 • 11.3.1 臭氧特性 常温常压下呈淡蓝色、强烈的刺激性气体 密度为空气的1.7倍，易溶于水。臭氧对人体健康有影响。 • 11.3.2 臭氧的产生 臭氧发生器，在现场用空气或纯氧通过臭氧发生器高压放 电产生

11.3.3消毒特点 1.作用 既是氧化剂,又是消毒剂,在水中投入臭氧进行消毒或 氧化通称臭氧化。 ·2.臭氧消毒的特点 主要靠·OH的作用,它的氧化作用极强(E0=3.06V) 但作为消毒剂,由于臭氧在水中不稳定,易散失,因此在 O3消毒之后,往往需要投加少量的氯等以维持水中剩余 消毒剂。臭氧消毒的副产物比氯消毒时少,但也有可能产 生三卤甲烷,溴酸盐等副产物,此外臭氧消毒的生产设备 复杂,投资较大,电耗也较高,目前我国很少应用

11.3.3 消毒特点 • 1. 作用 既是氧化剂，又是消毒剂，在水中投入臭氧进行消毒或 氧化通称臭氧化。 • 2.臭氧消毒的特点 主要靠·OH的作用，它的氧化作用极强（E0＝3.06V）。 但作为消毒剂，由于臭氧在水中不稳定，易散失，因此在 O3消毒之后，往往需要投加少量的氯等以维持水中剩余 消毒剂。臭氧消毒的副产物比氯消毒时少，但也有可能产 生三卤甲烷，溴酸盐等副产物，此外臭氧消毒的生产设备 复杂，投资较大，电耗也较高，目前我国很少应用

114其它消毒方法 11.4.1二氧化氯消毒 特性 氧化氯(Cl○2)在常温下是一种黄绿色气体,极不稳定,气 态和液态CLO2均易爆炸。故必须以水溶液的形式现场制取 2制取方法 (1)亚氯酸钠和氯制取 C1+ho>HoCl+hcl HOCl+ HCl+2NaClo->2C10 +2NaCI+HO Cl2+2NaC1O2>2C10,+2Nacl (2)酸与亚氯酸钠制取 5NaC10 +4HCI>4C10.+5NaCI+2H O 10NaCl0. +5H SO.>8Cl0.+5Na.SO, +4H O

11.4 其它消毒方法 • 11.4.1二氧化氯消毒 1.特性 • 二氧化氯（ClO2）在常温下是一种黄绿色气体，极不稳定，气 态和液态CLO2均易爆炸。故必须以水溶液的形式现场制取。 2.制取方法 • （1）亚氯酸钠和氯制取 • （2）酸与亚氯酸钠制取